带电粒子在磁场中的运动-练习题

习题课 带电粒子在匀强磁场中的运动1(多选)如图所示，匀强电场E竖直向下，匀强磁场B垂直纸面向里现有三个带有等电量同种电荷的油滴a、b、c，若将它们分别以一定的初速度射入该复合场中，油滴a做匀速圆周运动，油滴b向左水平匀速运动，油滴c向右水平匀速运动，则()A三个油滴可能带正电B油滴c所受洛伦兹力方向竖直向上C三个油滴质量不一样，b的质量最大D油滴a一定是做顺时针方向的圆周运动2(多选)如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，水平放置的两平行金属板间有垂直纸面向里的匀强磁场，开关S闭合后，当滑动变阻器滑片位于图示位置时，一带负电液滴以速度v沿水平方向进入极板间恰好做匀速直线运动，以下说法正确的是()A如果将开关断开，液滴将继续沿直线运动B保持开关闭合，将a极板向下移动一点，液滴进入极板间将向下偏转C保持开关闭合，将滑片P向下滑动一点，液滴进入极板间将向上偏转D保持开关闭合，将滑片P适当向上滑动，液滴进入极板间可能做匀速圆周运动3(2018武汉月考)如图所示，质量为m、电量为q的带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，磁场的磁感应强度为B，粒子经过a点时，速度与直线ab成60角，ab与磁场垂直，ab间的距离为d.若粒子能从b点经过，则粒子从a到b所用的最短时间为()A BCD4.【2017新课标】如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点。大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点，在纸面内沿不同的方向射入磁场。若粒子射入速率为，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为，相应的出射点分布在三分之一圆周上。不计重力及带电粒子之间的相互作用。则为 （ ）A B C D5.一圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与筒的轴平行，筒的横截面如图所示。图中直径MN的两端分别开有小孔，筒绕其中心轴以角速度顺时针转动。在该截面内，一带电粒子从小孔M射入筒内，射入时的运动方向与MN成30角。当筒转过90时，该粒子恰好从小孔N飞出圆筒。不计重力。若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，则带电粒子的比荷为（ ）A B C D6.平面OM和平面ON之间的夹角为30，其横截面（纸面）如图所示，平面OM上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外。一带电粒子的质量为m，电荷量为q（q0）。粒子沿纸面以大小为v的速度从OM的某点向左上方射入磁场，速度与OM成30角。已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点，并从OM上另一点射出磁场。不计重力。粒子离开磁场的出射点到两平面交线O的距离为（ ）A B C D7.如图所示，正六边形abcdef区域内有垂直于纸面的匀强磁场。一带正电的粒子从f点沿fd方向射入磁场区域，当速度大小为vb时，从b点离开磁场，在磁场中运动的时间为tb，当速度大小为vc时，从c点离开磁场，在磁场中运动的时间为tc，不计粒子重力。则（ ）Avb:vc=1:2，tb:tc=2:1Bvb:vc=2:2，tb:tc=1:2Cvb:vc=2:1，tb:tc=2:1Dvb:vc=1:2，tb:tc=1:28如图所示，在xOy坐标系中，x轴上N点到O点的距离是24 cm，虚线NP与x轴负向的夹角是30.第象限内NP的上方有匀强磁场，磁感应强度B1 T，第象限有匀强电场，方向沿y轴正方向一质量为m41010kg，电荷量q1104C带正电粒子，从电场中M(24，16)点由静止释放，经电场加速后从N点进入磁场，又从y轴上P点穿出磁场不计粒子重力，取3.求：(1)粒子在磁场中运动的速度v；(2)匀强电场的电场强度E；(3)粒子从M点运动到P点的过程中所用时间t.9.在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略的磷离子P和P3，经电压为U的电场加速后，垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域，如图所示已知离子P在磁场中转过30后从磁场右边界射出在电场和磁场中运动时，离子P和P3求(1)在磁场中运动的半径之比？来源:学_科_网(2)在磁场中运动的时间之比？2用绝缘细线悬挂图8-2-16一个质量为m，带电荷量为q的小球，让它处于图8-2-16所示的磁感应强度为B的匀强磁场中由于磁场的运动，小球静止在图中位置，这时悬线与竖直方向夹角为，并被拉紧，则磁场的运动速度和方向是()Av，水平向左 Bv，竖直向下Cv，竖直向上 Dv，水平向右解析根据运动的相对性，带电小球相对磁场的速度与磁场相对于小球(相对地面静止)的速度大小相等、方向相反洛伦兹力FqvB中的v是相对于磁场的速度根据力的平衡条件可以得出，当小球相对磁场以速度v竖直向下运动或以速度v水平向右运动，带电小球都能处于平衡状态，但题目中要求“绳被拉紧”，由此可以知道只有选项C正确答案C4(2012广东卷，15)图8-2-18质量和电量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图8-2-18中虚线所示下列表述正确的是()AM带负电，N带正电BM的速率小于N的速率C洛伦兹力对M、N做正功DM的运行时间大于N的运行时间解析由左手定则知M带负电，N带正电，选项A正确；带电粒子在磁场中做匀速圆周运动且向心力F向F洛，即qvB得r，因为M、N的质量、电荷量都相等，且rMrN，所以vMvN，选项B错误；M、N运动过程中，F洛始终与v垂直，F洛不做功，选项C错误； 由T知M、N两粒子做匀速圆周运动的周期相等且在磁场中的运动时间均为，选项D错误答案A4(2013长春调研)图8-3-21如图8-3-21所示，一个质量为m、电荷量为q的带电小球从M点自由下落，M点距场区边界PQ高为h，边界PQ下方有方向竖直向下、电场强度为E的匀强电场，同时还有垂直于纸面的匀强磁场，小球从边界上的a点进入复合场后，恰能做匀速圆周运动，并从边界上的b点穿出，重力加速度为g，不计空气阻力，则以下说法正确的是()A小球带负电荷，匀强磁场方向垂直于纸面向外B小球的电荷量与质量的比值C小球从a运动到b的过程中，小球和地球系统机械能守恒D小球在a、b两点的速度相同解析带电小球在磁场中做匀速圆周运动，则qEmg，选项B正确；电场方向竖直向下，则可知小球带负电，由于小球从b点射出，根据左手定则可知磁场垂直纸面向里，选项A错误；小球运动过程中，电场力做功，故小球和地球系统的机械能不守恒，只是a、b两点机械能相等，选项C错误；小球在a、b两点速度方向相反，故选项D错误答案B1粒子回旋加速器的工作原理如图8-3-12所示，置于真空中的D形金属盒的半径为R，两金属盒间的狭缝很小，磁感应强度为B的匀强磁场与金属盒盒面垂直，高频率交流电的频率为f，加速电压为U，若中心粒子源处产生的质子质量为m，电荷量为e，在加速器中被加速不考虑相对论效应，则下列说法正确的是()图8-3-12A不改变磁感应强度B和交流电的频率f，该加速器也可加速粒子B加速的粒子获得的最大动能随加速电压U的增大而增大C质子被加速后的最大速度不能超过2R